ECOTOXICOLOGÍA
Es una rama de la toxicología,
conocida también por toxicología del medio ambiente o toxicología ambiental que
estudia:
-La fuente de productos tóxicos
o potencialmente tóxicos.
-Su movilidad y persistencia en
el medio ambiente y cadenas tróficas.
-Su transformación bajo condiciones ambientales.
-Sus efectos sobre la dinámica
de poblaciones de las especies afectadas.
REPERCUSIONES SOCIALES Y LEGALES DE LA ECOTOXICOLOGÍA
Aunque es una disciplina
relativamente moderna, ha adquirido en los últimos añois una gran importancia.
Las conclusiones de sus estudios suelen tener, en general, un gran impacto en
la sociedad y son la base para el establecimiento de leyes específicas sobre el
tema.
ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY
(EPA)
La agencia federal de los EEUU
más importante para el control de sustancias químicas tóxicas. Creada en el
1970, se encarga de la investigación y también de la formulación de leyes y del
control de su aplicación. Algunas de estas leyes (Major Legislative Acts) son:
§
Federal
Insecticide, Fungicide and Rodenticide Act (FIFRA).
§
Toxic
Substances Control Act (TSCA).
§
Resoure
Conservation and Recovery Act (RCRA).
§
Clean
Air Act.
§
Clean
Water Act.
MEDIO AMBIENTE Y ALIMENTOS
Principal fuente y vía de
intoxicación.
Todo está ligado.
Antiguamente pensaban que los
diferentes compartimentos de la biosfera estaban separados y eran
independientes. La solución a la contaminación era la dilución.
El criterio actual es que todos
los compartimentos de la biosfera están interrelacionados y lo que pase en uno,
tarde o temprano, repercute en los otros. Se aplica el principio de precaución à si un agente hace daño en unas situaciones, no hace falta
demostrarlo, sino que se extrapola.
TIPOS Y CAUSAS DE LA CONTAMINACIÓN
§
Biología
à producido por virus, bacterias,
cianofícias, protozoos, hongos, vegetales... o sus metabolitos.
§
Física
à calor, radiaciones ionizantes o
no ionizantes, campos magnéticos...
§
Química
à gases, hidrocarburos, metales,
no metales, pesticidas, plásticos...
La contaminación puede ser: natural
o antropogénica.
CAUSAS ANTROPOGÉNICAS DE LA CONTAMINACIÓN
Las actividades productivas à la explotación de recursos renovables y no
renovables, la agricultura y la industria.
Las actividades no productivas à transporte, actividades domésticas, servicios...
Los procesos sociales y
culturales à urbanización, crecimiento
demográfico, economía de consumo.
PROCEDENCIA DE LOS RESIDUOS INDUSTRIALES EN CATALUÑA
A finales del ’80.
Sobre todo en la industria
química y petroquímica, industria del automóvil, industria del papel...
FASES Y RESPUESTAS INDIVIDUALES Y DE LA POBLACIÓN AL ESTRÉS AMBIENTAL
Primera fase à Alarma.
§
La
adaptación todavía no se requiere (respuestas a corto plazo).
§
Cambios
principales fisiológicos (niveles de hormonas) y de comportamiento (comportamiento
migrador) en un medio ambiente que no es óptimo.
2º fase à resistencia.
§
La
adaptación es óptima (respuesta a largo plazo)
§
Adaptación
de enzimas.
§
Unión
a proteínas de los metales (metalotioneinas à proteínas de bajo peso molecular y muy ricas
en cisteína (S), muchos metales son tóxicos por su afinidad a sulfuro. Es una
función de defensa.
§
Inducción
de las oxidasas de función mixta (MFO).
§
Cambios
en la estrategia reproductiva.
§
Acción
selectiva sobre la población favoreciendo la supervivencia de los individuos
más resistencias.
§
Normalmente
por la proteína p450 que oxida las sustancias.
3º fase à agotamiento.
§
La
adaptación se pierde (se produce colapso y muerte).
§
Fracasan
las funciones bioquímicas esenciales que comportan desórdenes funcionales y
muerte.
§
Gradual
disminución de la población hasta llegar a su extinción.
ANIMALES COMO CENTINELAS DE POLUCIÓN DE ECOSISTEMAS
El centinela para advertir a
tiempo una situación potencial de peligro.
Las especies centinelas à especies que sirven para demostrar la
presencia de contaminantes en el medio
en el que viven y el grado de exposición. Pueden ser plantas,
invertebrados, peces, reptiles, pájaros, mamíferos.
Los centinelas:
-Monitorización
química à causa.
-Monitorización
biológica à efecto.
Los criterios de selección son:
-Distribución geográfica y
ecológica amplia (permite la comparación).
-Sedentarias.
-Población muy numerosa.
La distribución es limitada,
pero interés por posición de la cadena trófica, por el hábitat, por su
bioquímica especial...
La población poco numerosa o
especie protegida, pero posibilidad de trabajar con un número significativo de
animales, sin necesidad de capturarlos con este propósito.
BIOMONITORIZACIÓN QUÍMICA: INTERNATIONAL MUSSEL WATAR
Propuesta para utilizar los
mejillones y ostras capturados en diferentes sititos del mundo para monitorizar
la contaminación por diferentes compuestos orgánicos inorgánicos y orgánicos.
Utilizando métodos más o menos parecidos con el objetivo para poder después
comparar los resultados.
Entre los contaminantes
analizados destacan ciertos metales pesados y determinados residuos
organoclorados (Aldrín, Endrín, Dieldrín, DDT y compuestos relacionados,
lindane y otros hexaclorociclohexanos, clordanos, heptacloro,
heptaclor-epóxido, metoxicloro, mirex, hexaclorobenzeno y PCBs).
BIOMARCADORES EN TOXICOLOGÍA
Utilización de fluidos
corporales, células o tejidos para indicar, en términos moleculares o
bioquímicas, la presencia y magnitud de la exposición a los tóxicos a través de
la respuesta del organismo receptor.
§
Biomarcadores
de exposiciónà aquellos que indican si la
exposición a un tóxico ha tenido lugar y en qué grado. Ej: adducter (reaccón de
síntesi) con DNA o hemoglobina.
§
Biomarcadores
de respuesta à cambio (bioquímca, genética,
fisiología...) de importancia toxicológica real o potencial aparecido como
consecuencia de la exposición a un tóxico. Idealmente debería detectar posibles
efectos adversos antes de que estos sean irreversibles.
§
Biomarcadores
de susceptibilidad à son todos aquellos que indican si
un organismo o individuo pueden ser más o menos susceptible a los efectos
adversos resultantes de la exposición a un determinado tóxico. Ej: diversos
polimorfismos (Acetiladores lentos / rápidos, receptor H).
TIPOS DE MARCADORES BIOLÓGICOS DE RESPUESTA
§
Daño
genético (daño cromosómico, mutaciones...).
§
Inducción
de sistemas de detoxificación (sistema de oxidasas de función mixta (MFO),
proteínas que se unen a metales, enzimas protectores frente a radicales
libres...).
§
Inhibición
de enzimas o rutas enzimáticas específicas (síntesis del grupo hemo,
acetilcolinesterasas...).
§
Función
del sistema inmunitario.
§
Morfología
y función de tejidos, órganos o sistemas (cambios histopatológicos,
alteraciones de la función fisiológica...).
BIOACUMULACIÓN, BIOCONCENTRACIÓN Y BIOMAGNIFICACIÓN
Bioacumulación à absorción y retención de un contaminante por
parte de un organismo respecto al medio en el que vive.
Bioconcentración à absorción y retención de un contaminante por
parte de un organismo respecto al medio en el que vive, sin que intervengan las
rutas dietarias de exposición. Generalmente aplicado a organismos acuáticos. La
hidrofobicidad es el principal factor determinado de la bioconcentración. El
agua es el mejor disolvente que hay.
El agua de río es un reflejo de
todo su entorno.
Los mustélidos son muy sensibles
a los contaminantes. Si no hay nutrias, es un desastre.
Existen sustancias poco tóxicas
pero que tienen una bioconcentración muy alta.
Biomagnificación à incremento de la concentración de un
contamínate en los tejidos de los organismos en sucesivos niveles tróficos
superiores.
Los vientos superiores son los
grandes depredadores. Se estudian porque se les puede extrapolar lo que nos
pasa a nosotros.
Ej biomagnificación à DDT. Paul Hermann Müller (1899-1965) descubre
sus propiedades insecticidas en el 1939. El crisantemo (piretroides) era
Asiático. Se buscaban productos artificiales. Fue comparado con el
descubrimiendo de la penicilina.
Era barato de fabricar y
aplicar. Muy tóxico para insectos y otros invertebrados, poco tóxicos para
homeotermos.
No es hidrosoluble: no
desaparece con la lluvia.
Tiene una elevada persistencia
medioambiental.
Utilizado masivamente e
indiscriminadamente.
Los organofosforados y
carbamatos necesitan muchas más veces de aplicación al año.
Es un producto orgánico y dorado
e hidrocarburado. El Cl es muy activo. No lo sintetizan ni lo catabolizan los
enzimas. Cuando apareció, no habían enzimas para metabolizar sustancias
orgánicas cloradas. Los pocos que sí que los tenían (DDTàDDE), se ven favorecidos. Actualmente el que
hay ahora es el DDE. El DDE es más lipófilo que el DDT. La vía del DDA es más
polar y se puede excretar y se biomagnifica menos.
Ejemplo:
En el agua hay 3x10-6
ppm.
En las águilas hay 25 ppm que
comen peces. Se incrementan 107 veces.
1 ppm = 1 mg / g = 106.
1 ppb = 1012Esp o 109US
Los PCBs (bifenilos
policlorados) tienen diferentes problemas. Son muy parecidos a los DDT. Los
grandes predadores finales somos los humanos. Racel Carson fue la primera
ecologista. Escribió su libro Silent Spring à Primavera sin pájaros. La gente se quejaba
del DDT. La biomagnificación era el problema.
La leche materna era apta para
el consumo. Pero sobre mujeres era más elevado y se reguló demasiado justo.
EFECTOS CRÓNICOS DE LA CONTAMINACIÓN DE LOS ORGANOCLORADOS
Una de las razones para prohibir
el DDT y otros eran los efectos en rapaces. Se observó cambios de comportamiento, anorexia, inmunosupresión
(incremento de susceptibilidad a infecciones), potenciales carcinógenos, potenciales
disruptores hormonales, embriotoxicidad, reducción del grosor de la cáscara del
huevo à más frágiles y menos
repoblación.
A partir de los ’70-’80 se
empieza a recuperar porque los niveles están disminuyendo. Se llegaron a
niveles brutales. Se van recuperando poco a poco.
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